Prüfungsvorbereitung zur Gravimetrie und ... - laborberufe.de

Nr. 10
a) Lösevorgang: Al + 3 HCl aq → 1,5 H 2 + AlCl 3 aq Merke: Unedle Metalle lösen sich in nichtoxidierenden
Säuren unter Wasserstoffentwicklung auf. Besonders unedle Metalle sogar in Wasser oder Laugen (z.B. Na).
Niederschlagsbildung: Al 3+ + 3 OH − → Al(OH) 3 (s) Merke: Die meisten Metallhydroxide sind schwerlöslich!
Nur die Hydroxide der Alkalimetalle (NaOH, KOH etc.) und einige weitere Ausnahmen sind leichtlöslich.
Glühen: 2 Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + 3 H 2 O (g) Merke: Beim Glühen werden Metalloxide, Metallsulfide,
Metallcarbonate stets in Metalloxide überführt.
b) Alumiumhydroxid schließt beim Fällen Wasser mit ein. Auch durch Trocknen kann dieses nicht vollständig
entfernt werden. Das Aluminiumhydroxid enthält also noch undefinierte Mengen Kristallwasser, die die Auswaage
beeinflussen. Trocknet man bei erhöhter Temperatur, wandelt sich ein undefinierter Anteil des Al(OH) 3 schon zu
Al 2 O 3 um. Nur bei sehr hohen Temperaturen (Glühen) ist gewährleistet, dass kein Wasser mehr vorliegt und sich
Al(OH) 3 vollständig zu Al 2 O 3 umgewandelt hat, so dass eine definierte Wägeform vorliegt.
c) Wie viele andere Metalle auch, kann Al 3+ durch eine zu hohe OH − -Konzentration wieder Komplex in Lösung
gehen: z.B. Al(OH) 3 (s) + OH − → [Al(OH) 4 ] − aq (hier: Tetrahydroxidoaluminat(III)-Komplex)
d) Würde man mit Wasser waschen, so könnten kleinere Mengen des Al(OH) 3 wieder in Lösung gehen, so dass es
zum Substanzverlust kommt. Zu hohe Hydroxid-Konzentration ist jedoch auch beim Waschen zu vermeiden, da
auch hier Al(OH) 3 als Komplex in Lösung geht (siehe vorangegangene Teilaufgabe).
An der Formulierung des Löslichkeitsprodukts K L ≈ c(Al 3+ )c 3 (OH − ) lässt sich erkennen, dass durch eine mäßige
Erhöhung der OH − -Konzentration (nicht zu hoch, da sonst Komplexbildung), die sich in Lösung befindende Al 3+ -
Konzentration senken lässt. Erhöht man c(OH − ), so muss c(Al 3+ ) mathematisch kleiner werden, da der K L -Wert bei
gegebener Temperatur konstant ist. Es wird also durch das Waschen mit NH 3 -Lsg. verhindert, dass Al 3+ in Lösung
geht.
e) Gravimetrische Untersuchungen sind besonders zeit- und arbeitsaufwändig. Erst muss gefällt, dann filtriert und
dann geglüht werden. Das kostet viel Zeit. Komplexometrische Titrationen sind einfacher und schneller
durchzuführen – auch automatisiert. Bei der komplexometrischen Bestimmung mit EDTA werden alle mehrwertigen
Metallionen (Pb 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Ca 2+ ) mit komplexiert und würden das Ergebnis verfälschen. Solche Metalle würden
also stören. Begleitstoffe in der Legierung: Fe, Pb etc.
f) 158,4 mg Al 2 O 3 entsprechen 0,001553535 mol Al 2 O 3 . Diese Stoffmenge enthält also 2 0,001553535 ≈
0,00310707 mol Al 3+ .Da nur ein Aliquot von 50 mL eingesetzt wurde, aber 250 mL Probelösung hergestellt wurden,
ist in der gesamten Probelösung 5 0,00310707 mol ≈ 0,01553535 mol Al 3+ enthalten. Im Feststoff sind
entsprechend 0,01553535 mol elementares Al enthalten. Das sind ca. 0,4192 g. Der Massenanteil an Aluminium im
Feststoff beträgt also ca. w = 19,96%.